KBC 空洞与哈勃张力在 Gpc 尺度上违背 $\Lambda$CDM —— 米尔格罗姆动力学作为一种可能解

KBC 空洞是一个本地欠密度区，在本地群周围 40 至 300 Mpc 之间观测到的相对密度对比为 $\delta \equiv 1 - \rho/\rho_{0} = 0.46 \pm 0.06$。若宇宙中质量守恒，此类空洞可解释 $5.3\sigma$ 的哈勃张力。然而，MXXL 模拟表明 KBC 空洞导致与标准宇宙学（$\Lambda$CDM）的 $6.04\sigma$ 张力。结合哈勃张力，$\Lambda$CDM 在 $7.09\sigma$ 置信度下被排除。因此，Gpc 尺度上的密度与速度分布暗示了对引力的长程修正。在此背景下，我们考虑一个补充了 $11 \, \rm{eV}/c^{2}$ sterile 中微子的宇宙学 MOND 模型。我们解释为何该 $\nu$HDM 模型具有近乎标准的膨胀历史、轻元素原初丰度以及宇宙微波背景（CMB）各向异性。在 MOND 中，结构增长受周围结构外场自调节。我们利用 KBC 空洞密度轮廓、由红移 $0.023 - 0.15$ 超新星联合导出的本地哈勃与减速参数、强透镜系统中的时间延迟以及本地群相对于 CMB 的速度来约束模型参数。若空洞嵌于 ${0.055 \, a_{_0}}$ 的与时间无关外场中，我们的最佳拟合模型以 $1.14\%$ 置信水平（${2.53 \sigma}$ 张力）同时解释这些观测。因而，我们首次表明 KBC 空洞可在米尔格罗姆动力学中自然解决哈勃张力。鉴于许多在星系尺度上难以与 $\Lambda$CDM 调和的先验 MOND 成功预言，补充以 $11 \, \rm{eV}/c^{2}$ sterile 中微子的米尔格罗姆动力学或许能为跨所有尺度的天文观测提供更整体的解释。